C 循环优化

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你们知道如何优化这个循环吗？该数组的大小为 10,000。

int *inlink_num = calloc(npages, sizeof(int))
int **inlink_index = calloc(npages, sizeof(int *));
int *outlink_num = calloc(npages, sizeof(int));

//there is an function to initialize above three variable


for (int i = 0; i < npages; i++)
{   
    for (int j = 0; j < inlink_num[i]; j++)
    {
        sum += (store_val[inlink_index[i][j]] / (double) outlink_num[inlink_index[i][j]]);
    }

    rank_val[i] =  constant_part + dampener * sum;
    convergence = rank_val[i] - store_val[i];
    threshold += (convergence * convergence);
    sum = 0.0;
}

请帮忙!

Answer 1

通常的假设是内循环是唯一值得优化的。不幸的是，我们似乎拥有外循环的大小，即 10,000。

如果这种循环的性能足够重要，足以在这里提出问题并花时间查看答案，那么完成前三件事也足够重要。

1. 基准。假设完成。
2. 个人资料。找出哪些代码行是性能瓶颈。未完成。
3. 检查生成的代码。查看编译器生成的内容。未完成。

因此，请编辑您的问题以提供此附加信息。

同时，有 3 种广泛的策略可以提高此类程序的性能。

1. 更改算法。寻找不同的方法来计算结果和/或使用更多的 CPU 核心。
2. 帮助编译器。对代码进行一些小的更改，以便编译器可以更好地优化。
3. 更好地使用CPU。改进缓存局部性和/或更好地选择指令，例如 SIMD。

更多的CPU核心意味着线程。这并不容易，但对于这种类型的代码可能会加速 4 倍。

像 RESTRICT 这样的建议可以帮助编译器检测并避免别名。我的猜测是，这段代码非常简单，编译器不需要帮助。在您查看生成的代码之前您不会知道。

循环核心的指针间接看起来肯定会破坏缓存。是否可以采用不同的数据结构？目标是适合 L2 缓存并具有正确对齐属性的平面多维数组。

这些实际上只是起点。总有一种方法可以让代码运行得更快。如果没有，那就购买更多硬件。